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生物墨水的精准成型之路

更新时间: 2024-12-27 10:45:25  查看次数: 129    
CHI - MA和LAP光引发剂组成的生物墨水有交联快、成型精度高的优点,能用于DLP打印。我们通过静态光掩模证明了CHI - MA生物墨水(1%浓度、33.6%接枝度、0.2% LAP)具有良好的成型性能,可用于DLP打印。于是,我们用一台商业化的DLP打印机(闪铸)来制作CHI - MA水凝胶支架。打印机的数字化光源系统在原料槽下方,它由紫外光源和动态光掩模两部分组成。光源发出的光让原料槽里的生物墨水交联,交联后的水凝胶附着在浸没在原料槽里的平台上,平台在打印过程中慢慢抬升,直到打印出完整的结构。因为实际制作细胞支架用的是商业化的DLP打印机,与之匹配的材料是光敏树脂,所以我们先考察了用这台打印机打印CHI - MA生物墨水的分辨率。为了展示打印分辨率,我们设计了一种网格结构,打印出的网格宽度越小,打印机打印CHCHI - MA生物墨水的分辨率就越高。理想状态是生物墨水从喷嘴挤出的瞬间就进行交联反应,但由于实验条件限制,这几乎不可能实现,而且这样做很容易使生物墨水在喷嘴内部就固化,堵塞喷嘴。
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CHI - MA生物墨水用挤出式打印得到的网格水凝胶结构质量很差,网格形状不明显,整体结构还有缺损。这说明3%浓度的CHI - MA生物墨水在交联前无法保持形状。同时也表明,由于紫外光源的影响,喷嘴不能顺畅出墨,导致支架结构缺损。另外,我们还系统地比较了CHI - MA生物墨水在同一设计模型下用挤出式打印和DLP打印的精度。挤出式打印得到的网格状水凝胶的网格宽度与理论值偏差较大且数值分散,而DLP打印的精度明显比挤出式打印好。所以,3%浓度的CHI - MA生物墨水不适合挤出式打印。
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CHI - MA生物墨水通过DLP打印得到了一些水凝胶结构。SolidWorks2016设计了模型,B1 - B3是打印出的实物,分别是圆柱体、倒扣的碗状结构和耳朵。这些水凝胶支架充分证明了CHI - MA生物墨水的实用性以及DLP制造结构的多样性。在第二章成功制备出甲基丙烯酰化壳聚糖的基础上,把甲基丙烯酰化壳聚糖与光引发剂搭配,得到了能快速光交联的CHI - MA生物墨水。
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